Спосіб зведення елементів будівель криволінійної форми

Реферат: Спосіб зведення елементів будівлі криволінійної форми, що включає виготовлення фундаменту, установку на ньому армуючих елементів, що формують задану оболонку будівлі, і нанесення торкрет-бетону. При цьому фундамент виготовляють з випусками арматури, до яких прикріплюють самонесучий остов, який збирають з зовнішньої і внутрішньої криволінійної арматурної сітки з квадратним або прямокутним осередком, між якими розміщують криволінійні за формою остова вкладиші-пустотоутворювачі, що не виймаються, з пінополістиролу або мінеральної вати, а з'єднання зовнішньої та внутрішньої сітки між собою виконують криволінійними плоскими або просторовими каркасами з трикутним осередком, причому максимальний діаметр арматурних стержнів плоского каркаса становить 2-4 діаметра стержнів зовнішньої і внутрішньої сітки, після чого на внутрішню і зовнішню поверхню самонесучого остова наносять шар торкрет-бетону товщиною 5-15 см для формування зовнішньої і внутрішньої обшивки. UA 103207 U (54) СПОСІБ ЗВЕДЕННЯ ЕЛЕМЕНТІВ БУДІВЕЛЬ КРИВОЛІНІЙНОЇ ФОРМИ UA 103207 U UA 103207 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі будівництва і може бути використана при зведенні монолітних одно- і багатоповерхових цивільних і промислових будівель, що мають стіни, перекриття або інші елементи криволінійної форми. Відомий спосіб зведення будівлі [1], що включає установку панелей зі спіненої пластмаси з наявними на них дротяними сітками, які зшиваються одна з одною і сітками суміжних панелей, і нанесення на зовнішню поверхню будівлі торкретбетону, а на внутрішню - штукатурного розчину. У даному способі панелі зі спіненої пластмаси є елементами незнімної опалубки, які посилені тільки дротяними сітками, що не забезпечують достатню несучу здатність незнімної опалубки для зведення елементів будівель криволінійної форми, при цьому остаточна несуча здатність зведених конструкцій обмежена армуванням дротяними сітками. Відомий спосіб зведення будівлі [2], в якому на попередньо виготовлені фундаменти встановлюють арочні елементи двотаврового профілю, жорстко з'єднані вгорі. До арочних елементів приєднані арматурні стержні, що утворюють жорсткий каркас. З внутрішньої сторони каркаса закріплюється структуроутворюючий матеріал і гнучка арматурна сітка для забезпечення можливості нанесення торкрет-бетону з обох сторін каркаса. Основним несучим елементом у відомій конструкції є арка, яка сприймає стискаючі зусилля і розпір від сітки. У будівлях з малими прольотами, де вимоги за жорсткістю можуть бути знижені, застосування профільних арочних елементів призведе до перевитрати матеріалу. Крім того, значна вага арок вимагає індустріальних методів зведення з використанням кранового обладнання. Відомий спосіб зведення будівлі криволінійної форми [3], що включає виготовлення фундаменту, установку на ньому вертикальних армуючих елементів і приєднання до них під кутом армуючих елементів другого напрямку з утворенням каркаса, що формує задану оболонку будівлі з нанесенням на сітку торкрет-бетону. У відомому способі по периметру фундаменту замонолічують кінці вертикальних армуючих стержнів без попереднього їх викривлення, тобто прямолінійні. Потім в центрі фундаменту встановлюють спеціальне пристосування у вигляді щогли зі стрілою, що вертикально і горизонтально повертається, за допомогою якої згинають і з'єднують армуючі елементи з утворенням каркаса, на який згодом наносять торкрет-бетон. Сітчаста оболонка у відомому способі має малу жорсткість і здатна витримувати лише незначну вагу шару, що торкретується, у зв'язку з чим відомий спосіб може бути використаний тільки для неопалюваних будівель. Відомий спосіб зведення будівлі криволінійної форми [4], який прийнятий заявником за прототип і містить: виготовлення, фундаменту, установку на ньому вертикальних армуючих елементів і приєднання до них під кутом армуючих елементів другого напрямку з утворенням сітки, що формує задану оболонку будівлі, і нанесення на сітку торкрет-бетону, який відрізняється тим, що фундамент виготовляють з випусками арматури, до яких прикріплюють попередньо вигнуті з початковою кривизною, відповідної кривизні оболонки даного напрямку, вертикальні армуючі елементи, що утворюють спільно з армуючими елементами другого напрямку жорстку сітку, потім щонайменше на частини зовнішньої поверхні жорсткої сітки укладають послідовно утеплювач і гнучку сітку, стержні якої з'єднують з армуючими елементами жорсткої сітки, максимальний діаметр стержнів якої становить 2,1-4,6 діаметра стержнів гнучкої сітки, після чого на внутрішню поверхню жорсткої сітки, а потім на зовнішню поверхню гнучкої сітки наносять шар торкрет-бетону. При цьому можливі наступні варіанти виконання способу: 1. Шар торкрет-бетону, що наноситься на внутрішню поверхню жорсткої сітки, виконують змінної товщини, що збільшується до основи оболонки, при цьому товщина зовнішнього шару торкрет-бетону становить 0,3-0,7 товщини внутрішнього шару. 2. Щонайменше частину вертикальних армуючих елементів виконують з двох стержнів, між якими розташовують армуючі елементи другого напрямку. 3. Фундамент будівлі виготовляють у вигляді пальового ростверку, плити або стрічковим. 4. Жорстку сітку виконують у формі сферичної або гіперболічної, або тороїдальної, або довільної оболонки. 5. Жорстку сітку виконують у вигляді щонайменше двох зчленованих по вертикальних площинах сферичних сегментів. 6. Жорстку сітку виконують у вигляді сферичних сегментів, зчленованих по висоті, щонайменше в двох ярусах, при цьому основа оболонки може бути розташована нижче рівня землі. 1 UA 103207 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 7. Жорстку сітку виготовляють у вигляді сферичних сегментів, зчленованих по радіальних площинах і/або паралельних вертикальних площинах. 8. Козирки над вхідними і/або віконними прорізами виконують у вигляді циліндричної, або частини сферичної, або гіперболічної оболонок. Недоліками даного способу є відсутність рекомендацій щодо забезпечення геометричних розмірів зведених будівель криволінійної форми (товщини торкрет-бетону, що наноситься, рівності фінішної поверхні торкрет-бетону, кривизни отриманої форми будівлі після закінчення торкретування), а також відсутність спільної роботи під навантаженням зовнішнього і внутрішнього шару торкрет-бетону і жорсткої арматурної сітки. Поставлено задачу створення самонесучого остова, що складається з просторового криволінійного арматурного каркаса і вкладишів-пустотоутворювачів, що не виймаються, який утворює жорстку конструкцію з мінімальними витратами на виготовлення, а також розширення технологічних можливостей застосування торкрет-бетону для безопалубкового бетонування. Поставлена технічна задача в запропонованому способі зведення елементів будівлі криволінійної форми, який включає виготовлення фундаменту, установку на ньому армуючих елементів, що формують задану оболонку будівлі, і нанесення торкрет-бетону, вирішується таким шляхом, що фундамент виготовляють з випусками арматури, до яких прикріплюють самонесучий остов, який збирають з зовнішньої і внутрішньої криволінійної арматурної сітки з квадратним або прямокутним осередком, між якими розміщують криволінійні за формою остова вкладиші-пустотоутворювачі, що не виймаються, з пінополістиролу або мінеральної вати, а з'єднання зовнішньої та внутрішньої сітки між собою виконують криволінійними плоскими або просторовими каркасами з трикутним осередком, причому максимальний діаметр арматурних стержнів плоского каркаса становить 2-4 діаметра стержнів зовнішньої і внутрішньої сітки, після чого на внутрішню і зовнішню поверхню самонесучого остова наносять шар торкрет-бетону товщиною 5-15=см для формування зовнішньої і внутрішньої обшивки. Криволінійні просторові каркаси виготовляють в поперечному напрямку трикутної форми, а три площини каркаса сформовані за допомогою трикутного осередку, при цьому криволінійні плоскі або просторові каркаси формують жорстку сітку ребер між зовнішньою і внутрішньою криволінійними арматурними сітками трикутної або прямокутної форми з розміром сторони не більше 100 см. Криволінійну форму елемента будівлі розбивають на тріангуляційну мережу з точками, які є вузлами стикування плоских або просторових каркасів з трикутним осередком. Правильність геометрії криволінійної форми елемента будівлі перевіряють через положення вузлів стикування плоских або просторових каркасів з трикутним осередком. За допомогою розміщення вкладишів-пустотоутворювачів, що не виймаються, забезпечують в межах самонесучого остова заповнення простору між криволінійними плоскими і просторовими каркасами із зазорами між вкладишами не менше 10 см, при цьому закріплення вкладишів-пустотоутворювачів, що не виймаються, всередині самонесучого остова виконують для забезпечення відстані не менше 1 см від краю вкладиша до центру ваги арматури зовнішньої і внутрішньої криволінійної арматурної сіток. До криволінійних плоских або просторових каркасів у площині внутрішньої криволінійної арматурної сітки прикріплюють смуги сітки типу "просічно-витяжний лист" з розміром просвіту осередку 7 × 50 мм, які разом з вкладишами-пустотоутворювачами, що не виймаються, формують екран для нанесення торкрет-бетону. Для контролю товщини шару торкрет-бетону, що наносять, із зовнішньої і внутрішньої сторони у вкладиші вставляють обрізки арматурних стержнів на відстані близько 10 см один відносно одного, які служать маяками. До складу бетонної суміші для зменшення відскоку при торкретуванні вводять добавку суперпластифікатора і неметалеву фібру, при цьому бетонна суміш спочатку торкретують із зовнішнього боку в зазор між вкладишами до тих пір, поки рівень укладеної бетонної суміші не перевищить рівня вкладишів, а потім виконується бетонування верхньої і нижньої частини елемента криволінійної форми. Процес торкретування здійснюють утриманням вручну сопла торкрет-установки оператором, що знаходиться в колисці маніпулятора або за допомогою роботизованих торкретманіпуляторів, при цьому кривизну отриманої форми елемента будівлі після закінчення торкретування контролюють за допомогою заздалегідь виготовлених лекал. Для забезпечення гладкої поверхні конструкції під затирку наносять додатковий шар торкрет-бетону товщиною 5-7 мм на дрібному піску, при цьому затирку проводять до початку схоплювання цементу. 2 UA 103207 U 5 10 15 20 25 30 35 Суть корисної моделі пояснюється графічними матеріалами, де зображено: елементи будівлі криволінійної форми (фіг. 1 (фрагмент циліндра), фіг. 2 (фрагмент сфери), фіг. 3 (фрагмент нодоіда), фіг. 4 (фрагмент гітара)), на яких представлені криволінійні плоскі або просторові каркаси 1, зовнішня і внутрішня арматурні сітки 2 і 3, вкладиші 4, зазор між вкладишами 5, зовнішня і внутрішня обшивки 6 і 7, відповідно. На фіг. 5 показана сітка ребер елемента будівлі криволінійної форми (а - трикутна, б квадратна) з криволінійними плоскими або просторовими каркасами 1, зовнішніми і внутрішніми арматурними сітками 2 і 3, вкладишами 4 і зазорами між вкладишами 5. На фіг. 6 зображена технологія бетонування елемента будівлі криволінійної форми (а зведення самонесучого остова, б - укладання торкрет-бетону в зазор між вкладишами, в укладання торкрет-бетону із зовнішнього боку несучого остова, г - укладання торкрет-бетону з внутрішньої сторони несучого остова і нанесення додаткових шарів під затирку): криволінійні плоскі або просторові каркаси 1, зовнішня і внутрішня арматурні сітки 2 і 3, вкладиші 4, зазор між вкладишами 5, зовнішня і внутрішня обшивки 6 і 7, фіксатори вкладишів 8, смуги просічновитяжного листа 9, укладання торкрет-бетону в зазор між вкладишами 10, а потім з зовнішньої і внутрішньої сторони несучого остова 11 і 12, "з подальшим нанесенням додаткового шару торкрет-бетону під затирку з зовнішньої і внутрішньої сторони 13 і 14. Зведення залізобетонних елементів будівель криволінійної форми таким способом дозволяє скоротити терміни будівництва, підвищити продуктивність праці і знизити трудомісткість за рахунок відсутності складної великої за вартістю індивідуальної опалубки і необхідності ущільнення бетонної суміші, забезпечити необхідну геометрію розмірів зведених будівель криволінійної форми (товщину торкрет-бетону, що наноситься, рівність фінішної поверхні торкрет-бетону, кривизну отриманої форми будівлі після закінчення торкретування), а також спільність роботи під навантаженням зовнішнього і внутрішнього шару торкрет-бетону та самонесучого остова. Застосування як вкладишів-пустотоутворювачів, що не виймаються, пінополістиролу або мінеральної вати зменшує наведену товщину елементів будівель криволінійної форми до 40-50 % від конструктивної, що обумовлює мінімізацію ваги конструкцій. Джерела інформації: 1. Патент США № 4094110. Building system and method / Luther I. Dickens, William С. Nanny. Опубл. 13.06.1978. 2. Патент США № 4352260. Underground house and construction method / Leroy G. Pearcey, Dale A. Pearcey. - Опубл. 05.10.1980. 3. Патент США № 5305576. Method of constructing curvilinear structures / Brian С. Giles. Опубл. 07.05.1994. 4. Патент Российской Федерации № 2161227, кл. Е04В1/32. Способ возведения зданий криволинейной формы / Найденова Ю.А. - Опубл. 27.12.2000. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 50 55 1. Спосіб зведення елементів будівлі криволінійної форми, що включає виготовлення фундаменту, установку на ньому армуючих елементів, що формують задану оболонку будівлі, і нанесення торкрет-бетону, який відрізняється тим, що фундамент виготовляють з випусками арматури, до яких прикріплюють самонесучий остов, який збирають з зовнішньої і внутрішньої криволінійної арматурної сітки з квадратним або прямокутним осередком, між якими розміщують криволінійні за формою остова вкладиші-пустотоутворювачі, що не виймаються, з пінополістиролу або мінеральної вати, а з'єднання зовнішньої та внутрішньої сітки між собою виконують криволінійними плоскими або просторовими каркасами з трикутним осередком, причому максимальний діаметр арматурних стержнів плоского каркаса становить 2-4 діаметра стержнів зовнішньої і внутрішньої сітки, після чого на внутрішню і зовнішню поверхню самонесучого остова наносять шар торкрет-бетону товщиною 5-15 см для формування зовнішньої і внутрішньої обшивки. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що криволінійні просторові каркаси виготовляють в поперечному напрямку трикутної форми, а три площини каркаса сформовані за допомогою трикутного осередку. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що криволінійні плоскі або просторові каркаси формують жорстку сітку ребер між зовнішньою і внутрішньою криволінійною арматурними сітками трикутної або прямокутної форми з розміром сторони не більше 100 см. 3 UA 103207 U 5 10 15 20 25 30 35 4. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що криволінійну форму елемента будівлі розбивають на тріангуляційну мережу з точками, які є вузлами стикування плоских або просторових каркасів з трикутним осередком. 5. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що правильність геометрії криволінійної форми елемента будівлі перевіряють через положення вузлів стикування плоских або просторових каркасів з трикутним осередком. 6. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що за допомогою розміщення вкладишівпустотоутворювачів, що не виймаються, забезпечують в межах самонесучого остова заповнення простору між криволінійними плоскими і просторовими каркасами із зазорами між вкладишами не менше 10 см. 7. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що закріплення вкладишів-пустотоутворювачів, що не виймаються, всередині самонесучого остова виконують для забезпечення відстані не менше 1 см від краю вкладиша до центру ваги арматури зовнішньої і внутрішньої криволінійної арматурної сіток. 8. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до криволінійних плоских або просторових каркасів у площині внутрішньої криволінійної арматурної сітки прикріплюють смуги сітки типу "просічно-витяжний лист" з розміром просвіту осередку 7x50 мм, які разом з вкладишамипустотоутворювачами, що не виймаються, формують екран для нанесення торкрет-бетону. 9. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для контролю товщини шару торкрет-бетону, що наносять, із зовнішньої і внутрішньої сторони у вкладиші вставляють обрізки арматурних стержнів на відстані близько 10 см один відносно одного, які служать маяками. 10. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що до складу бетонної суміші для зменшення відскоку при торкрету ванн і вводять добавку суперпластифікатора і неметалеву фібру. 11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що бетонну суміш спочатку торкретують із зовнішнього боку в зазор між вкладишами до тих пір, поки рівень укладеної бетонної суміші не перевищить рівня вкладишів, а потім виконується бетонування верхньої і нижньої частини елемента криволінійної форми. 12. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що процес торкретування здійснюють утриманням вручну сопла торкрет-установки оператором, що знаходиться в колисці маніпулятора або за допомогою роботизованих торкрет-маніпуляторів. 13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кривизну отриманої форми елемента будівлі після закінчення торкретування контролюють за допомогою заздалегідь виготовлених лекал. 14. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для забезпечення гладкої поверхні конструкції під затирку наносять додатковий шар торкрет-бетону товщиною 5-7 мм на дрібному піску, при цьому затирку проводять до початку схоплювання цементу. 4 UA 103207 U 5 UA 103207 U 6 UA 103207 U 7 UA 103207 U 8 UA 103207 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9